Sistemele supraorganistice. Evoluția lumii organice

Doctrina evoluționistă

Noțiuni de bază:

specii, criterii specii, populație, sistematică, clasificare, istoria ideilor evolutive, teoria sintetică a evoluției, forțe motrice ale evoluției, forme ale selecției naturale, valuri de populație, deriva genetică, selecție artificială, tipuri de luptă pentru existență, rezultate ale evoluției, microevoluție, speciație, izolare, fitness, natura relativă a fitnessului, forme și direcții de evoluție, progres și regres biologic, macroevoluție, aromorfoză, idioadaptare, degenerare, dovezi ale evoluției

Pe Pământ există aproximativ 2 milioane de specii de animale, peste 500 de mii de specii de plante, sute de mii de specii de ciuperci și microorganisme. O specie este o colecție de organisme care există de fapt în natură.

Vedere – Aceasta este o colecție de indivizi care sunt similare ca structură, au o origine comună, se încrucișează liber și produc descendenți fertili. Toți indivizii aceleiași specii au același cariotip - un set de cromozomi de celule somatice (2n), comportament similar, ocupă anumit teritoriu– zonă (din latină zonă – zonă, spațiu). Carl Linnaeus (secolul al XVII-lea) a introdus conceptul de „specie”.

Specia este una dintre principalele forme de organizare a viețuitoarelor. Fiecare tip de organism viu poate fi descris pe baza totalității trasaturi caracteristice, proprietăți, care se numesc caracteristici. Caracteristicile unei specii prin care o specie se distinge de alta se numesc criterii de specie.

Criterii de tip - un set de trăsături caracteristice, proprietăți și trăsături prin care o specie diferă de alta. Cele mai frecvent utilizate sunt șase criterii generale ale speciilor: morfologic, fiziologic, genetic, biochimic, geografic și de mediu. În plus, niciunul dintre criterii nu este absolut; pentru a determina tipul, este necesară prezența unui număr maxim de criterii.

Criteriul morfologic- descrierea caracteristicilor externe (morfologice) și a structurii interne (anatomice) ale indivizilor care fac parte dintr-o anumită specie. De aspect, mărimea și culoarea penajului pot, de exemplu, să distingă cu ușurință o ciocănitoare mare pătată de una verde, un pițigoi mare de una cu smocuri. Pe baza aspectului lăstarilor și inflorescențelor, a mărimii și a aranjamentului frunzelor, se pot distinge cu ușurință tipurile de trifoi: luncă și târâtoare. Criteriul morfologic este utilizat pe scară largă în taxonomie. Cu toate acestea, acest criteriu nu este suficient pentru a distinge speciile care au asemănări morfologice semnificative. De exemplu, în natură există specii gemene care nu au diferențe morfologice vizibile (șobolanii negri au două specii gemene - cu un set de cromozomi 38 și 42, iar țânțarul malariei obișnuia să fie numit șase specii similare, dintre care doar una se răspândește malarie).

Criteriul fiziologic constă în asemănarea proceselor de viață, în primul rând în posibilitatea încrucișării între indivizi din aceeași specie cu formarea descendenților fertili. Izolarea fiziologică există între diferite specii. În același timp, încrucișarea este posibilă între unele specii de organisme vii; în acest caz, se pot forma hibrizi fertili (canari, iepuri de câmp, plopi, sălcii etc.)

Criteriu geografic- fiecare specie ocupa un anumit teritoriu - raza de actiune. Multe specii ocupă habitate diferite. Dar multe specii au intervale coincidente (suprapuse) sau suprapuse, unele au o gamă întreruptă (de exemplu, teiul crește în Europa, se găsește în teritoriul Kuznetsk Alatau și Krasnoyarsk). În plus, există specii care nu au limite clare de distribuție, precum și specii cosmopolite care trăiesc pe suprafețe vaste de uscat sau ocean. Unii locuitori din corpurile de apă interioare - râuri și lacuri de apă dulce (linte de rață, stuf) sunt cosmopoliți. Cosmopoliții se găsesc printre buruieni, animale sinantropice (specii care locuiesc în apropierea unei persoane sau a locuinței acestuia) - ploșniță, gândac roșu, muscă de casă, precum și păpădie, iarbă de câmp, traista ciobanului etc. Astfel, criteriul geografic, ca și altele, este nu absolută.

Criteriul ecologic se bazează pe faptul că fiecare specie nu poate exista decât în ​​anumite condiţii: fiecare specie ocupă o anumită nişă ecologică. De exemplu, ranunul acriș crește în pajiștile din câmpia inundabilă, ranúnul târâtor crește de-a lungul malurilor râurilor și șanțurilor, iar ranunul arzător crește în zonele umede. Există însă specii care nu au criterii ecologice stricte; un exemplu este speciile sinantropice.

Criteriul genetic bazat pe diferența dintre specii după cariotipuri, adică după numărul, forma și dimensiunea cromozomilor. Marea majoritate a speciilor se caracterizează printr-un cariotip strict definit. Cu toate acestea, acest criteriu nu este universal. De exemplu, multe specii diferite au același număr de cromozomi și forma lor este similară. Astfel, multe specii din familia leguminoaselor au 22 de cromozomi (2n = 22). De asemenea, în cadrul aceleiași specii pot exista și indivizi cu numere diferite cromozomi (rezultatul mutațiilor genomice): salcia capră are un număr diploid (38) și tetraploid (76) de cromozomi; la carasul argintiu există populații cu un set de cromozomi 100, 150.200, în timp ce numărul normal este de 50. Astfel, pe baza unui criteriu genetic, nu este întotdeauna posibil să se determine dacă indivizii aparțin unei anumite specii.

Criteriul biochimic este compoziția și structura anumitor proteine, acizi nucleici și alte substanțe. De exemplu, sinteza anumitor substanțe cu molecul mare este caracteristică doar anumitor specii: alcaloizii sunt formați din specii de plante din familiile Solanaceae și Liliaceae. Dar acest criteriu nu este utilizat pe scară largă - este intensiv în muncă și nu este întotdeauna universal. Există o variabilitate intraspecifică semnificativă în aproape toți parametrii biochimici (secvența de aminoacizi din moleculele de proteine ​​și nucleotide în secțiuni individuale de ADN). În același timp, multe caracteristici biochimice sunt conservatoare: unele se găsesc la toți reprezentanții unui anumit tip sau clasă.

Astfel, niciunul dintre criterii separat nu poate servi la determinarea speciei: pentru a determina specia, este necesar să se țină cont de totalitatea tuturor criteriilor. Pe lângă caracteristicile enumerate, oamenii de știință identifică criterii istorice și etologice.

Caracteristicile criteriilor de tip

Criterii de tip	Caracteristicile criteriului
Morfologic	Asemănarea structurii externe (morfologice) și interne (anatomice) a indivizilor aceleiași specii.
Fiziologic	Asemănarea tuturor proceselor vieții și, mai presus de toate, reproducerea. Reprezentanții diferitelor specii, de regulă, nu se încrucișează între ei și nu produc descendenți infertili.
Genetic	Un set caracteristic de cromozomi inerent numai unei specii date, structura, forma, dimensiunea acestora. Indivizii din specii diferite cu seturi diferite de cromozomi nu se încrucișează.
Biochimic	Capacitatea de a forma proteine ​​specifice speciei; similitudine compoziție chimicăși procese chimice.
Ecologic	Adaptabilitatea indivizilor unei anumite specii la anumite condiții de mediu este o combinație de factori de mediu în care există specia.
geografice	O anumită zonă, habitat și distribuție în natură.
Istoric	Originea și dezvoltarea speciei.
Etologic	Anumite caracteristici specifice speciei în comportamentul indivizilor: diferențe în cântecele de împerechere, în comportamentul de împerechere.

Vedere- un ansamblu de indivizi caracterizați printr-o origine comună, care posedă asemănări ereditare de caracteristici morfologice, fiziologice și biochimice, care se încrucișează liber între ei și produc descendenți fertili, adaptați condițiilor de viață existente și ocupând un anumit teritoriu - habitat. Toate speciile constau din populații, adică o populație este unitatea structurală a unei specii.

Populațiile – Acestea sunt grupuri de organisme din aceeași specie, relativ izolate unele de altele, cu capacitatea de a se încrucișa liber și de a produce descendenți fertili.

Vizualizare - un ansamblu de indivizi care au caracteristici morfofiziologice comune și sunt uniți prin capacitatea de a se încrucișa între ei, formând un sistem de populații care formează o zonă comună.

Populațiile se caracterizează prin anumite proprietăți:

1) număr - numărul total organisme dintr-o populație;

2) natalitatea – rata de creștere a populației;

3) mortalitatea – rata de scădere a populației ca urmare a morții indivizilor;

4) compoziția pe vârstă – raportul dintre numărul de indivizi de diferite vârste(raportul grupelor de vârstă);

5) raportul de sex - pe baza determinării genetice a sexului, raportul de sex în populație ar trebui să fie de 1:1, încălcarea acestui raport duce la o scădere a dimensiunii populației;

6) dinamica populației - sub influența diverșilor factori, sunt posibile fluctuații periodice și neperiodice ale numărului și dimensiunii zonei, care pot afecta natura traversărilor;

7) densitatea populației - numărul de indivizi pe unitatea de spațiu ocupată de populație.

Populațiile nu există izolat: ele interacționează cu populațiile altor specii, formând comunități biotice.

Studiind natura, oamenii de știință au descoperit și descris organisme necunoscute anterior, dându-le nume. În același timp, s-a dovedit adesea că diferiți oameni de știință au numit același organism în mod diferit. Cu cât s-au acumulat mai multe materiale, cu atât au apărut mai multe dificultăți în utilizarea cunoștințelor acumulate. Era nevoie de a aduce toată diversitatea organismelor vii într-un singur sistem. Ramura biologiei care se ocupă cu descrierea și clasificarea organismelor se numește taxonomie .

Primele sisteme au fost artificiale, deoarece au fost construite pe mai multe caracteristici alese arbitrar. Unul dintre sistemele de clasificare a plantelor și animalelor a fost propus de Carl Linnaeus (1707-1778). Meritul omului de știință nu constă numai în crearea sistemului, ci și în faptul că a introdus nume duble ale speciilor: primul cuvânt este numele genului, al doilea este numele speciei, de exemplu, Aurelia aurita - meduză cu urechi, Aurelia cyanea - meduză polară. Acest sistem de denumire există și astăzi. Ulterior, sistemul lumii organice propus de C. Linnaeus a fost schimbat semnificativ. Baza clasificării moderne, care este natural, constă principiul înrudirii speciilor atât cu cele vii, cât și cu cele dispărute.

Astfel, scopul natural clasificări– crearea unui sistem unificat de organisme vii care să acopere toată diversitatea organismelor vii și să reflecte originea și istoria dezvoltării lor. În sistemul modern, organismele sunt clasificate în grupuri pe baza conexiunilor dintre ele prin descendență. Categoriile sistematice, sau taxoni, sunt nume de grupuri de organisme vii care au caracteristici similare. De exemplu, clasa Păsări sunt vertebrate foarte organizate ale căror corpuri sunt acoperite cu pene și ale căror membre anterioare sunt transformate în aripi. Cele mai mari categorii sistematice de organisme sunt imperiile (organisme precelulare și celulare). Imperiile sunt împărțite în regate.

Lumea organică

Virușii Regatului

Supraregatul Procariote Supraregnatul Eucariote

(nenuclear) (nuclear)

Regatul Bacteriile

Regatul Plante Regatul Animale Regatul Ciuperci Regatele animale se unesc tipuri, iar în plante - departamente. Exemple de categorii sistematice:

Sisteme în care categorii superioare cuprind succesiv categorii superioare și inferioare, numite ierarhice (din grecescul hieros - sacru, arche - putere), adică sisteme ale căror niveluri sunt supuse unor reguli.

O etapă importantă în dezvoltarea biologiei a fost perioada de formare a sistematizării, care este asociată cu numele Carla Linnaeus(1707-1778). K. Linnaeus credea că Natura vie create de Creator, tipurile sunt neschimbate. Omul de știință a bazat clasificarea pe semne de similitudine, mai degrabă decât pe rudenia dintre specii. În ciuda greșelilor făcute de K. Linnaeus, contribuția sa la dezvoltarea științei este enormă: a simplificat ideile despre diversitatea florei și faunei.

La sfârșitul secolului al XVIII-lea, s-au produs schimbări în privința originii vieții: au apărut idei despre originea organismelor moderne din strămoși îndepărtați.

Ideea de evoluție a lumii organice este exprimată de Jean Baptiste Lamarck(1744-1829). Principalele realizări ale lui Lamarck includ următoarele:

A introdus termenul de „biologie”;

S-a îmbunătățit clasificarea deja existentă la acel moment;

Am încercat să determin cauzele procesului evolutiv (după Lamarck, cauza evoluției este dorința de auto-îmbunătățire - exercițiul și neexercitarea organelor);

El credea că procesul de schimbare istorică merge de la simplu la complex; speciile se modifică din cauza condițiilor Mediul extern;

El a exprimat ideea originii umane din strămoși asemănătoare maimuțelor.

Pozițiile eronate ale lui Lamarck includ:

Ideea unei dorințe interne de auto-îmbunătățire;

Asumarea moștenirii schimbărilor apărute sub influența mediului extern.

Meritul lui Lamarck este crearea primei doctrine evolutive.

În secolul al XIX-lea, știința, industria și agricultura s-au dezvoltat intens. Progrese în știință și activitati practice oamenii au pus bazele pe care s-a dezvoltat teoria evoluționistă.

O specie este una dintre principalele forme de organizare a vieții pe Pământ (împreună cu o celulă, un organism și un ecosistem) și unitatea de bază de clasificare a diversității biologice. Dar, în același timp, termenul „specie” rămâne încă unul dintre cele mai complexe și ambigue concepte biologice.

Problemele asociate conceptului de specie biologică sunt mai ușor de înțeles când sunt privite dintr-o perspectivă istorică.

fundal

Termenul „specie” a fost folosit pentru a desemna numele obiectelor biologice din cele mai vechi timpuri. Inițial, nu a fost pur biologic: speciile de rață (malard, coda, turci) nu au avut diferențe fundamentale față de specie ustensile de bucatarie(tigaie, cratita etc.).

Sensul biologic al termenului „specie” a fost dat de naturalistul suedez Carl Linnaeus. El a folosit acest concept pentru a desemna o proprietate importantă a diversităţii biologice - discretitatea acesteia (discontinuitate; din latinescul discretio - a împărţi). K. Linnaeus considera speciile ca grupuri de organisme vii existente în mod obiectiv, destul de ușor de distins unele de altele. El le considera neschimbabile, create odată pentru totdeauna de Dumnezeu.

Speciile au fost identificate la acel moment pe baza diferențelor dintre indivizi într-un număr limitat de caracteristici externe. Această metodă se numește abordare tipologică. Atribuirea unui individ unei anumite specii a fost efectuată pe baza comparării caracteristicilor sale cu descrierile deja specii cunoscute. Dacă caracteristicile sale nu au putut fi corelate cu niciunul dintre diagnosticele existente ale speciilor, atunci acest exemplar (a fost numit specimenul tip) a fost descris noul fel. Uneori, acest lucru a dus la situații întâmplătoare: masculii și femelele din aceeași specie au fost descriși ca specii diferite.

Odată cu dezvoltarea ideilor evolutive în biologie, a apărut o dilemă: fie specii fără evoluție, fie evoluție fără specii. Autorii teoriilor evoluționiste - Jean-Baptiste Lamarck și Charles Darwin au negat realitatea speciilor. Charles Darwin, autorul cărții „Originea speciilor prin selecție naturală...”, le-a considerat „concepte artificiale inventate de dragul confortului”.

LA sfârşitul secolului al XIX-lea secolului, când diversitatea păsărilor și mamiferelor a fost studiată destul de pe deplin pe o suprafață mare a Pământului, deficiențele abordării tipologice au devenit evidente: s-a dovedit că animalele din locuri diferite uneori, deși ușor, dar sigur diferă de fiecare. alte. În conformitate cu regulile stabilite trebuiau să li se acorde statutul de specii independente. Numărul de noi specii a crescut ca o avalanșă. Odată cu aceasta, îndoiala a devenit mai puternică: ar trebui să li se atribuie diferite populații de animale strâns înrudite statutul de specie doar pe baza faptului că sunt ușor diferite unele de altele?

În secolul al XX-lea, odată cu dezvoltarea geneticii și a teoriei sintetice, o specie a început să fie privită ca un grup de populații cu un grup de gene unic comun, care posedă propriul „sistem de protecție” pentru integritatea fondului său de gene. Astfel, abordarea tipologică a identificării speciilor a fost înlocuită cu una evolutivă: speciile sunt determinate nu de diferență, ci de izolare. Populațiile unei specii care sunt morfologic distincte unele de altele, dar sunt capabile să se încrucișeze liber între ele, primesc statutul de subspecie. Acest sistem de opinii a stat la baza conceptului biologic al speciei, care a primit recunoaștere mondială datorită meritelor lui Ernst Mayr. Schimbarea conceptelor de specie a „împacat” ideile de izolare morfologică și variabilitatea evolutivă a speciilor și a făcut posibilă abordarea sarcinii de a descrie diversitatea biologică cu o mai mare obiectivitate.

Vederea și realitatea ei. Charles Darwin, în cartea sa „Originea speciilor” și în alte lucrări, a pornit de la variabilitatea speciilor, transformarea unei specii în alta. De aici și interpretarea sa asupra unei specii ca fiind stabilă și în același timp în schimbare în timp, ducând mai întâi la apariția soiurilor, pe care le-a numit „specii emergente”.

Vedere– un ansamblu de populații apropiate geografic și ecologic capabile de conditii naturale se încrucișează între ele, având caracteristici morfofiziologice comune, izolate biologic din populațiile altor specii.

Criterii de tip– un set de anumite caracteristici caracteristice unei singure specii (T.A. Kozlova, V.S. Kuchmenko. Biologie în tabele. M., 2000)

Criterii de tip	Indicatori ai fiecărui criteriu
Morfologic	Asemănarea structurii externe și interne a indivizilor din aceeași specie; caracteristicile caracteristicilor structurale ale reprezentanților unei specii
Fiziologic	Asemănarea tuturor proceselor vieții și, mai ales, reproducerea. Reprezentanții diferitelor specii, de regulă, nu se încrucișează sau descendenții lor sunt infertili
Biochimic	Specificitatea de specie a proteinelor și acizilor nucleici
Genetic	Fiecare specie se caracterizează printr-un anumit set unic de cromozomi, structura lor și colorarea diferențiată
Ecologico-geografice	Habitat și habitat imediat - nișă ecologică. Fiecare specie are propria sa nișă de habitat și zonă de distribuție

De asemenea, este important ca o specie să fie o unitate universală discretă (fragmentabilă) de organizare a vieții. O specie este o etapă calitativă a naturii vii; ea există ca urmare a unor relații intraspecifice care îi asigură viața, reproducerea și evoluția.

Caracteristica principală a unei specii este stabilitatea relativă a fondului său de gene, susținută de izolarea reproductivă a indivizilor din alte specii similare. Unitatea speciei este menținută prin încrucișarea liberă între indivizi, ceea ce are ca rezultat un flux constant de gene în comunitatea intraspecifică. Prin urmare, fiecare specie există constant într-o zonă sau alta de mai multe generații și aici se manifestă realitatea sa. În același timp, structura genetică a speciei este în mod constant reconstruită sub influența factorilor evolutivi (mutații, recombinări, selecție) și, prin urmare, specia se dovedește a fi eterogenă. Se împarte în populații, rase, subspecii.

Izolarea genetică a speciilor se realizează prin izolare geografică (grupurile înrudite sunt separate de mare, deșert, lanț de munți) și ecologică (discrepanță în momentul și locurile de reproducere, habitatul animalelor din diferite niveluri ale biocenozei). În cazurile în care există încrucișări interspecifice, hibrizii sunt fie slăbiți, fie sterili (de exemplu, un hibrid de măgar și cal - un catâr), ceea ce indică izolarea calitativă a speciei și realitatea acesteia. Conform definiției lui K. A. Timiryazev, „o specie ca categorie strict definită, întotdeauna egală și neschimbabilă, nu există în natură. Dar, în același timp, trebuie să admitem că speciile, în momentul în care observăm, au o existență reală.”

Populația.În intervalul oricărei specii, indivizii săi sunt distribuiți inegal, deoarece în natură nu există condiții identice pentru existență și reproducere. De exemplu, coloniile de cârtițe se găsesc numai în pajiști separate, desișurile de urzici se găsesc în râpe și șanțuri, broaștele unui lac sunt separate de un alt lac învecinat etc. Populația unei specii este împărțită în grupuri naturale - populații. Cu toate acestea, aceste distincții nu elimină posibilitatea de încrucișare între indivizii care ocupă zonele de frontieră. Densitatea populației este supusă unor fluctuații semnificative în diferiți ani și diferite anotimpuri ale anului. O populație este o formă de existență a unei specii în condiții specifice de mediu și o unitate a evoluției acesteia.

O populație este o colecție de indivizi care se încrucișează liber din aceeași specie, existenți pentru o perioadă lungă de timp într-o anumită parte a zonei din cadrul speciei și relativ izolați de alte populații. Indivizii dintr-o populație au cea mai mare asemănare în toate caracteristicile inerente speciei, datorită faptului că posibilitatea de încrucișare în interiorul populației este mai mare decât între indivizii populațiilor învecinate și experimentează aceeași presiune de selecție. În ciuda acestui fapt, populațiile sunt eterogene din punct de vedere genetic din cauza variabilității ereditare în continuă apariție.

Divergența darwiniană (divergența caracterelor și proprietăților descendenților în raport cu formele originare) nu poate apărea decât prin divergența populațiilor. Această poziție a fost fundamentată pentru prima dată în 1926 de S.S. Chetverikov, arătând că în spatele aparentei omogenități externe, orice specie are o uriașă rezervă ascunsă de variabilitate genetică sub forma multor gene recesive diferite. Această rezervă genetică nu este aceeași în diferite populații. De aceea o populație este o unitate elementară a unei specii și o unitate evolutivă elementară.

Tipuri de specii

Speciile sunt identificate pe baza a două principii (criterii). Acesta este un criteriu morfologic (care dezvăluie diferențele dintre specii) și un criteriu de izolare reproductivă (aprecierea gradului de izolare genetică a acestora). Procedura de descriere a noilor specii este adesea asociată cu anumite dificultăți asociate atât cu corespondența ambiguă a criteriilor speciilor între ele, cât și cu procesul gradual și incomplet de speciație. În funcție de ce fel de dificultăți au apărut la identificarea speciilor și de modul în care acestea au fost rezolvate, se disting așa-numitele „tipuri de specii”.

Specii monotipice. Adesea, nu apar dificultăți la descrierea unor specii noi. Astfel de specii au de obicei o gamă largă, neîntreruptă, pe care variabilitatea geografică este slabă.

Specii politipice. Adesea, folosind criterii morfologice, se distinge un întreg grup de forme strâns înrudite, care trăiesc de obicei în zone foarte disecate (în munți sau pe insule). Fiecare dintre aceste forme are propria sa gamă, de obicei destul de limitată. Dacă există contact geografic între formele comparate, atunci este posibil să se aplice criteriul izolării reproductive: dacă hibrizii nu apar sau sunt relativ rari, acestor forme li se acordă statutul de specii independente; altfel descriu subspecii diferite ale aceleiaşi specii. O specie care include mai multe subspecii se numește politipică. Când formele analizate sunt izolate geografic, evaluarea statutului lor este destul de subiectivă și are loc doar pe baza unui criteriu morfologic: dacă diferențele dintre ele sunt „semnificative”, atunci avem specii diferite, dacă nu, subspecii. Nu este întotdeauna posibil să se determine fără ambiguitate statutul fiecărei forme dintr-un grup de forme strâns legate. Uneori, un grup de populații devine închis într-un inel care se întinde pe un lanț muntos sau pe glob. În acest caz, se poate dovedi că speciile „bune” (co-vie și nehibridizare) sunt conectate între ele printr-un lanț de subspecii.

Aspect polimorf. Uneori, în cadrul unei singure populații a unei specii, există două sau mai multe morfe - grupuri de indivizi care sunt puternic diferite ca culoare, dar sunt capabile să se încrucișeze liber între ele. De regulă, baza genetică a polimorfismului este simplă: diferențele dintre morfe sunt cauzate de acțiunea diferitelor alele ale aceleiași gene. Modalitățile în care se produce acest fenomen pot fi foarte diferite.

Polimorfismul adaptiv al mantisului rugător

Polimorfismul hibridogen al grâului spaniol

Mantisa are forme verzi și maro. Primul este slab vizibil pe părțile verzi ale plantelor, al doilea - pe ramurile copacilor și iarba uscată. În experimentele de transplantare a mantiselor pe un fundal care nu se potrivește cu culoarea lor, a fost posibil să se arate că polimorfismul în acest caz ar putea apărea și este menținut datorită selecției naturale: colorarea verde și maro a mantiselor este o protecție împotriva prădătorilor și permite acestor insecte. să concureze mai puțin între ele.

Grâul spaniol mascul are forme cu gâtul alb și gâtul negru. Natura relației dintre aceste morfe în diferite părți ale gamei sugerează că forma cu gâtul negru s-a format ca urmare a hibridizării cu o specie strâns înrudită, grâul chel.

Specii gemene- specii care trăiesc împreună și nu se încrucișează între ele, dar diferă foarte puțin morfologic. Dificultatea de a distinge astfel de specii este asociată cu dificultatea de izolare sau inconvenientul de a folosi caracterele lor de diagnostic - la urma urmei, speciile gemene însele sunt bine versate în propria „taxonomie”. Mai des, speciile gemene se găsesc printre grupurile de animale care folosesc mirosul pentru a găsi un partener sexual (insecte, rozătoare) și mai rar printre cele care folosesc semnalizare vizuală și acustică (păsări).

Cici încrucișați de molid(Loxia curvirostra) și pin(Loxia pytyopsittacus). Aceste două specii de crossbills sunt unul dintre puținele exemple de specii frați printre păsări. Trăind împreună pe o suprafață mare care acoperă Europa de Nord și Peninsula Scandinavă, aceste specii nu se încrucișează între ele. Diferențele morfologice dintre ele, nesemnificative și foarte nesigure, se exprimă în mărimea ciocului: la pin este ceva mai gros decât la molid.

„Jumătate de specie”. Speciația este un proces lung și, prin urmare, se pot întâlni forme al căror statut nu poate fi evaluat obiectiv. Nu sunt încă specii independente, deoarece hibridizează în natură, dar nu mai sunt subspecii, deoarece diferențele morfologice dintre ele sunt foarte semnificative. Astfel de forme sunt numite „cazuri limită”, „specii cu probleme” sau „semi-specii”. Formal, li se atribuie binar nume latine, ca la speciile „normale”, iar în listele taxonomice sunt plasate una lângă alta. „Jumătățile specii” nu sunt atât de rare și noi înșine adesea nu bănuim că speciile din jurul nostru sunt exemple tipice de „cazuri limită”. ÎN Asia Centrala Vrabia de casă trăiește împreună cu o altă specie strâns înrudită - vrabia cu sânul negru, de care se deosebește bine prin culoare. Nu există hibridizare între ele în această zonă. Statutul lor sistematic de specii independente nu ar fi pus la îndoială dacă nu ar fi existat o a doua zonă de contact în Europa. Italia este locuită de o formă specială de vrăbii, care a apărut ca urmare a hibridizării brownie-ului și spaniolului. Mai mult, în Spania, unde și vrăbiile de casă și vrăbiile spaniole trăiesc împreună, hibrizii sunt rari.

Definiția speciei

Până în secolul al XVII-lea Cercetătorii s-au bazat pe ideea unei specii create de Aristotel, care considera că specia este o colecție de indivizi similari în exterior. Această abordare, fără modificări fundamentale, a fost folosită de mulți biologi, inclusiv Carl Linnaeus, fondatorul sistematicii biologice moderne.

a introdus Linnaeus nomenclatură binară sau binomială- o metodă adoptată în taxonomia biologică pentru desemnarea speciilor folosind un nume de două cuvinte (binomen), constând dintr-o combinație de două denumiri (nume): numele genului și numele speciei (conform terminologiei adoptate în zoologie). nomenclatura) sau numele genului și un epitet de specie (conform terminologiei botanice).

reguli de scriere a numelor speciilor

În latină, numele genului se scrie întotdeauna cu majusculă, numele speciei (epitetul specific) se scrie întotdeauna cu literă mică (chiar dacă provine dintr-un nume propriu). În text se scrie de obicei numele speciei cursive. Numele speciei (epitetul specific) nu trebuie dat separat de numele genului, deoarece fără numele genului este lipsit de sens. În unele cazuri, este permisă scurtarea numelui genului la o literă sau o abreviere standard.

Dezvoltarea ulterioară a biologiei a dus la formare conceptul de specie biologică. Acest concept presupune că o specie nu este o categorie convențională evidențiată de oameni pentru comoditate, ci o comunitate de organisme cu adevărat existentă, caracterizată în primul rând prin unitate genetică și origine comună. Această unitate genetică este cauza principală a asemănării externe a organismelor din aceeași specie, adică pentru identificarea speciilor, nu asemănarea externă este primară, ci comunitatea genetică.

Pentru organismele cu reproducere sexuală, granița dintre specii este formată de izolare reproductivă este incapacitatea a două specii diferite de a produce descendenți fertili atunci când sunt încrucișate. Puii pot fi destul de sănătoși, dar sterili, cum ar fi, de exemplu, urmașii unei încrucișări între un cal și un măgar - catâri și bardoși (deși unul dintre sexe poate păstra fertilitatea parțială).

În organismele asexuate, specia este mai dificil de determinat. Pentru ei, o specie este o colecție de clone unite printr-o nișă ecologică comună și, prin urmare, evoluează împreună într-un mod similar. Acest lucru se aplică în primul rând procariotelor și multor plante.

Conform definiției moderne, vedere(lat. specie)- unitatea de bază a taxonomiei biologice a organismelor vii, un grup de indivizi cu caracteristici morfofiziologice, biochimice și comportamentale comune, capabili să se încrucișeze reciproc, producând descendenți fertili într-un număr de generații, răspândiți în mod natural într-o anumită zonă și schimbându-se în mod similar sub influența a factorilor de mediu.

Criterii de tip

Biologia modernă evidențiază criterii de tip, adică criterii prin totalitatea cărora un set de indivizi este caracterizat ca specie și diferă de alte specii.

Criteriul morfologic al speciei. Înseamnă asemănarea structurii externe și interne a indivizilor unei specii și diferențele lor față de reprezentanții altor specii.
Chiar și un copil poate distinge cu ușurință speciile care sunt îndepărtate evolutiv unele de altele prin aspectul lor, dar în cazul speciilor strâns înrudite, acest lucru poate fi dificil chiar și pentru un specialist.


Problema identificării speciilor strâns înrudite, similare în exterior, devine adesea o problemă științifică serioasă. Există așa-zise specie frate, care nu sunt diferite morfologic, ci sunt izolate genetic.

Se crede că specii de frați se găsesc printre animalele care folosesc în primul rând mirosul pentru a găsi un partener (insecte, rozătoare). Folosind exemplul speciilor gemene la muștele Drosophila, s-a demonstrat însă că structura aparatului de reproducere este specifică speciei, ceea ce poate sta la baza izolării reproductive a acestor specii.

Specii asemănătoare de gândaci cu coarne lungi.

Criteriul citogenetic.


Fiecare specie are un unic cariotip- un set de cromozomi, caracterizați prin numărul, dimensiunea, poziția centromerului și modelul diferențial de colorare.

Astfel, analiza setului de cromozomi a făcut posibilă împărțirea speciilor vole comun in 4 tipuri:

vole comun - 46 de cromozomi,

Volab din Europa de Est - 54 de cromozomi,

Volul kirghiz - 54, dar cu o morfologie diferită,

Volul transcaspic - 52 de cromozomi.



Există, totuși, cazuri în care speciile îndepărtate au aceleași cariotipuri, de exemplu, reprezentanți ai familiei pisicilor și se întâmplă ca, dimpotrivă, reprezentanții aceleiași specii să varieze în numărul de cromozomi (de exemplu, scorpiiul comun ).

Criteriul biologic molecular.


Există diferențe moleculare între specii. Acestea sunt, în primul rând, diferențele în secvența proteinelor și ADN-ului care au apărut în timpul evoluției. Înainte de apariția tehnologiilor eficiente pentru determinarea secvenței ADN, au fost utilizate în principal datele privind mobilitatea proteinelor în timpul electroforezei (care caracterizează dimensiunea și încărcarea moleculelor de proteine). În prezent, metodele de citire a ADN-ului se dezvoltă rapid și devin mai ieftine, iar o mulțime de date despre secvența ADN-ului diferitelor organisme au fost deja acumulate. Aceste date sunt utilizate în mod necesar pentru a caracteriza speciile.

Pe baza secvențelor de ADN se construiesc arbori filogenetici ai organismelor - reconstrucții ale căilor de divergență (divergență) evolutivă, pe baza stabilirii secvenței de substituții care au avut loc în ADN.


Un exemplu de arbore filogenetic. Numerele sunt datarea timpului de divergență în MYA - acum milioane de ani, lungimea ramurilor reflectă timpul.

Există regiuni conservatoare din punct de vedere evolutiv în ADN, adică rămânând relativ neschimbate în timpul evoluției, și regiuni variabile, care sunt schimbătoare. Regiunile conservatoare sunt în principal responsabile pentru funcțiile vitale, care codifică proteine ​​și ARN, care practic nu diferă în cadrul unor grupuri mari de organisme. De exemplu, una dintre principalele proteine ​​citoscheletice, actina, diferă foarte puțin la toate eucariotele. ARN-urile ribozomale se schimbă lent. Secvențele lor sunt foarte convenabile de utilizat pentru construirea filogeniei la nivel de phyla și clase.

Regiunile variabile pot varia chiar și între indivizii dintr-o specie. Ele sunt, de exemplu, utilizate pentru identificarea genetică și amprentarea genomică(„amprentarea genetică”) a persoanelor din medicina legală și criminologie.

Criteriul biochimic.
Unul dintre criteriile principale pentru speciile din microorganisme, în primul rând bacterii. Din punct de vedere morfologic, bacteriile diferă puțin - există doar câteva tipuri standard de forme. Morfologia coloniilor bacteriene (culoare, strălucire, textura suprafeței) se caracterizează printr-o diversitate mult mai mare. Dar printre procariote, tipurile de metabolism ale acestora sunt cele mai diverse. Metabolismul este cel care determină nișa ecologică a bacteriei, iar acesta, la rândul său, este unul dintre criteriile principale ale speciei în absența reproducerii sexuale. Caracteristicile metabolice ale procariotelor pot fi stabilite cu ușurință prin creșterea lor pe medii selective - medii în care există un anumit set de substanțe (surse de carbon, azot etc.). Pe un anumit mediu pot crește doar acele bacterii care pot folosi substanțele prezente în el în metabolismul lor și pot sintetiza singure toate substanțele care lipsesc. Multe medii conțin și indicatori care își schimbă culoarea dacă bacteriile transformă mediul și își modifică pH-ul pe măsură ce cresc.
Figura prezintă un tub steril cu un set de medii de diferite compoziții, în care creșterea bacteriană este ușor de observat, folosit pentru identificarea genurilor și speciilor de enterobacterii.




Deși metabolismul organismelor multicelulare, de regulă, variază mult mai puțin de la specie la specie, acest criteriu poate fi totuși semnificativ pentru ele. De exemplu, speciile de plante pot diferi în gama de alcaloizi, flavonoizi, Uleiuri esentiale, fiind foarte apropiate morfologic.

Criteriul ecologic al speciei.
Aceasta este nișa ecologică a unei specii - un set de factori de mediu optimi pentru specie și pentru legăturile sale cu alte organisme. Fiecare specie ocupă propria sa nișă ecologică. Conform Principiul lui Gause de excludere competitivă, două specii din același ecosistem nu pot ocupa aceeași nișă - una va fi inevitabil înlocuită de cealaltă.

Criteriul geografic al speciei.
Fiecare tip are propriile sale gamă- zona de distributie. Cu toate acestea, acest criteriu nu este absolut. În special, intervalele diferitelor specii se pot suprapune foarte mult și, invers, intervalele unor specii pot fi disjunctive.
Este prezentată o problemă separată habitate inelare unele tipuri. „Speciile inelare” sunt complexe de forme strâns înrudite care s-au așezat treptat în jurul unei bariere geografice, iar formele extreme, cele mai divergente, întâlnindu-se de cealaltă parte a barierei, nu se mai pot încrucișa, deși sunt încă legate printr-o serie continuă. de soiuri compatibile reciproc. Warbler verde Phylloscopus trochiloides considerat un bun exemplu de specie inelară - vezi imaginea.



Secvența propusă de răspândire și evoluție a vâlcilor verzi. Din regiunea Himalaya, unde locuiește acum subspecia trochiloides, velucii se răspândesc spre nord de-a lungul a două rute, vestic și estic, ocolind platoul tibetan inospitalier. Două forme nordice, viridanusȘi plumbeitarsus, la momentul întâlnirii lor în Siberia, divergese atât de mult încât hibridizarea între ei în zona de contact secundară aproape că nu a avut loc.

Criteriul fiziologic al unei specii este caracteristicile proceselor vitale ale organismului și ale sistemelor individuale de organe. În primul rând, se ține cont de fiziologia reproducerii: vârsta la care este atinsă maturitatea sexuală, durata sarcinii, numărul de pui, durata perioadei de hrănire (la mamifere) etc.

Izolarea reproductivă

Izolarea reproductivă- criteriul cel mai esenţial al speciei. Indivizii din diferite populații ale aceleiași specii se pot încrucișa și pot produce descendenți fertili. Ca rezultat, există un flux de gene între populații și astfel de fluxuri leagă speciile într-o singură comunitate genetică. Dar nu există un flux semnificativ de gene de la specie la specie din cauza prezenței barierelor de izolare a reproducerii între ele.

O excepție semnificativă de la această regulă este transfer orizontal de gene. Transfer vertical de gene- acesta este transferul de gene de la mamă la fiică în timpul reproducerii; orizontal, în schimb, este asociat cu transferul de ADN între organisme neînrudite. În special, acest lucru se întâmplă cu participarea virușilor care se integrează în genom sau prin transformare - capturarea fragmentelor de ADN din mediul extern (acest lucru este foarte tipic pentru bacterii). Astfel, atunci când sunt expuse la antibiotice, bacteriile din diferite grupuri devin rezistente la acestea, deoarece plasmidele cu gene de rezistență sunt ușor transferate de la o bacterie la alta. Problema rezistenței la antibiotice este în prezent de o importanță medicală capitală.
Transferul de gene orizontal este extrem de intens între procariote, așa că mulți cercetători în prezent nu consideră deloc conceptul de specie aplicabil acestor organisme, deoarece există un flux genetic semnificativ chiar și între grupuri îndepărtate de bacterii și arhee. Organismele eucariote se caracterizează printr-un nivel semnificativ mai scăzut al transferului de gene orizontale, deși anumite grupuri sunt excepții, de exemplu, animalele nevertebrate complet partenogenetice - rotifere bdelloide, care, aparent, prin captarea genelor străine, compensează lipsa diversității genetice în absența reproducerii sexuale.

Izolarea reproductivă poate fi efectuată pe diferite niveluri:

A) nivel prezigotic- înainte de fuziunea gameților:

geografice. Prezența barierelor geografice împiedică încrucișarea;

Comportamental. Ritualurile de împerechere, curtarea, împerecherea sunt extrem de importante - sunt specifice speciei și joacă un rol enorm în separarea unei specii de altele. De asemenea, trebuie menționate ținutele de împerechere, eliberarea anumitor substanțe care atrag sexe opuse (feromoni), care sunt și ele, de regulă, specifice unei anumite specii;

Mecanic (diferență de dimensiune, incompatibilitate a organelor genitale);

Diferiți timpi de reproducere;

Incompatibilitate gameți. La multe plante cu flori, boabele de polen nu germinează atunci când cad pe stigmatele altor specii.

b) nivel postzigotic:

Moartea zigotului sau a embrionilor, precum și avortul spontan în timpul dezvoltării interne;

Non-viabilitatea sau slăbiciunea hibrizilor;

Sterilitatea completă sau parțială a hibrizilor (uneori un sex de hibrizi este steril, în timp ce celălalt este fertil, de exemplu, ligri și tigoni - vezi mai jos).
Motivul principal din spatele sterilitate hibridă, este discrepanța dintre cariotipurile speciilor încrucișate, în special, numărul de cromozomi. În profaza meiozei, în timpul formării celulelor germinale, ar trebui să existe împerecherea (conjugarea) cromozomilor omologi. Dacă acest proces este întrerupt, meioza, de regulă, nu are loc sau se formează gameți defecte. Diferite specii au seturi de cromozomi diferite. Ele sunt prezente împreună în genomul unui hibrid interspecific. În timpul gametogenezei într-un hibrid, nu toți cromozomii pot găsi o pereche pentru conjugare, iar meioza nu are loc.

De regulă, izolarea reproductivă are loc mai întâi la niveluri postzigotice, iar apoi, deoarece nu este rentabil să cheltuiți timp și resurse pentru curte, împerechere și cuibărire cu viabilitatea și fertilitatea proaste a urmașilor, apar bariere prezigotice - de exemplu, cele comportamentale. Cu toate acestea, în cazul speciației geografice, barierele de izolare pot să nu aibă timp să se formeze pe deplin - traversarea încă nu are loc din cauza prezenței separării teritoriale. Prin urmare, este posibil să se obțină descendenți din multe specii izolate geografic în captivitate sau artificial.
De exemplu, atunci când încrucișați un leu mascul și o femelă tigresă (diferite specii din același gen Panthera) născut ljocuri(Engleză) liger din engleza leu- Leu și engleză tigru- tigru). La traversarea în direcția opusă, se obține un hibrid cu aspect foarte diferit - leu tigru, sau taigon.
Ligrii sunt cei mai mari reprezentanți vii ai familiei de pisici. Ligrii nu se găsesc în natură în principal pentru că mediul natural leii și tigrii nu au aproape nicio șansă de întâlnire: gama modernă a leului include în principal Africa centrală și de sud, în timp ce tigrul este o specie exclusiv asiatică. Încrucișarea are loc atunci când animalele pentru o lungă perioadă de timp trăiesc în același incintă sau cușcă, dar doar 1-2% dintre perechi produc descendenți, motiv pentru care nu mai mult de două duzini de ligri trăiesc în lume astăzi. Femelele ligri sunt de obicei fertile, în timp ce masculii sunt sterili.

Ligri

Tygon

În unele cazuri, izolarea postzigotică poate fi absentă în prezența izolării prezigotice. Ca exemplu de specii care nu se încrucișează în natură, dar produc hibrizi fertili prin inseminare artificială, putem cita mai bun- hibrid valoros pește sturion beluga si sterlet.

problema speciilor la procariote

După cum sa menționat deja, există dificultăți în determinarea speciilor în procariote din următoarele motive:

Lipsa reproducerii sexuale.

Aplicabilitate slabă a criteriului morfologic.

Transfer orizontal pe scară largă de gene.

În acest sens, în microbiologie este utilizat cu precădere criteriul genetic molecular. În multe studii, este obișnuit să se considere 97% sau, conform datelor mai noi, 98,7% potrivire dintre secvențele ARN 16S din subunitatea ribozomală mică ca fiind limita speciei.

Vedere. Criterii de tip

Vertyanov S. Yu.

De obicei, este destul de ușor să distingem taxoni supraspecifici, dar delimitarea clară a speciilor în sine întâmpină anumite dificultăți. Unele specii ocupă habitate (zone) separate geografic și, prin urmare, nu se încrucișează, dar produc descendenți fertili în condiții artificiale. Scurta definiție a unei specii a lui Linnaean ca grup de indivizi care se încrucișează liber și produc descendenți fertili nu se aplică organismelor care se reproduc partenogenetic sau asexuat (bacterii și animale unicelulare, multe plante superioare), precum și formelor dispărute.

Setul de caracteristici distinctive ale unei specii se numește criteriu.

Criteriul morfologic se bazează pe asemănarea indivizilor din aceeași specie în ceea ce privește un set de caracteristici ale structurii externe și interne. Criteriul morfologic este unul dintre principalele, dar în unele cazuri asemănarea morfologică nu este suficientă. Țânțarul de malarie a fost numit anterior șase specii similare care nu se încrucișează, dintre care doar una poartă malarie. Există așa-numitele specii gemene. Două specii de șobolani negri, practic imposibil de distins ca aspect, trăiesc separat și nu se încrucișează. Masculii multor creaturi, cum ar fi păsările (cintecele, fazanii), seamănă puțin cu femelele. Anghilele adulte masculi și femele de coadă de fir sunt atât de diferite încât oamenii de știință timp de o jumătate de secol i-au plasat în genuri diferite și, uneori, chiar în familii și subordine diferite.

Criteriul fiziologico-biochimic

Se bazează pe asemănarea proceselor de viață ale indivizilor aceleiași specii. Unele specii de rozătoare au capacitatea de a hiberna, în timp ce altele nu. Multe specii de plante strâns înrudite diferă prin capacitatea lor de a sintetiza și acumula anumite substanțe. Analiza biochimică permite distingerea speciilor organisme unicelulare care nu se reproduc sexual. bacili antrax, de exemplu, produc proteine ​​care nu se găsesc în alte tipuri de bacterii.

Capacitățile criteriului fiziologic și biochimic au limitări. Unele proteine ​​au nu numai specificitate de specie, ci și specificitate individuală. Există caracteristici biochimice care sunt aceleași la reprezentanții nu numai ai diferitelor specii, ci chiar și ai ordinelor și tipurilor. Procesele fiziologice pot avea loc în mod similar la diferite specii. Astfel, rata metabolică a unor pești arctici este aceeași cu cea a altor specii de pești din mările sudice.

Criteriul genetic

Toți indivizii aceleiași specii au un cariotip similar. Indivizii din diferite specii au seturi diferite de cromozomi, nu se pot încrucișa și trăiesc separat unul de celălalt în condiții naturale. Cele două specii frați de șobolani negri au un număr diferit de cromozomi - 38 și 42. Cariotipurile cimpanzeilor, gorilelor și urangutanilor diferă în ceea ce privește localizarea genelor pe cromozomii omologi. Diferențele dintre cariotipurile bizonului și zimbrului, care au 60 de cromozomi în setul lor diploid, sunt similare. Diferențele în aparatul genetic al unor specii pot fi și mai subtile și constau, de exemplu, în diferite modele de activare și dezactivare a genelor individuale. Numai utilizarea criteriilor genetice este uneori insuficientă. O specie de gărgăriță combină forme diploide, triploide și tetraploide, șoarecele de casă are, de asemenea, diferite seturi de cromozomi, iar gena histonei H1 a proteinei nucleare umane diferă de gena omoloagă a mazărei printr-o singură nucleotidă. În genomul plantelor, animalelor și oamenilor, s-au descoperit astfel de secvențe variabile de ADN care pot fi folosite pentru a face distincția între frați și surori la oameni.

Criteriul reproductiv

(Latina reproducere reproduce) se bazează pe capacitatea indivizilor unei specii de a produce descendenți fertili. Un rol important în timpul încrucișării îl joacă comportamentul indivizilor - ritual de împerechere, sunete specifice speciei (cântul păsărilor, ciripitul lăcustelor). Prin natura comportamentului lor, indivizii recunosc partenerul de împerechere al speciei lor. Indivizii din specii similare nu se pot încrucișa din cauza comportamentului de împerechere nepotrivită sau a locurilor de reproducere nepotrivite. Așadar, femelele unei specii de broaște depun icre de-a lungul malurilor râurilor și lacurilor, iar ale altei - în bălți. Speciile similare nu se pot încrucișa din cauza diferențelor sezon de imperechere sau momentul împerecherii atunci când trăiesc în condiții climatice diferite. Diferiții timpi de înflorire pentru plante împiedică polenizarea încrucișată și servesc drept criteriu pentru apartenența la diferite specii.

Criteriul de reproducere este strâns legat de criteriile genetice și fiziologice. Viabilitatea gameților depinde de fezabilitatea conjugării cromozomilor în meioză și, prin urmare, de asemănarea sau diferența dintre cariotipurile indivizilor care se încrucișează. Diferența de activitate fiziologică zilnică (stil de viață de zi sau de noapte) reduce drastic posibilitatea de traversare.

Folosirea doar a criteriului de reproducere nu face întotdeauna posibilă o distincție clară între specii. Există specii care se disting clar prin criteriu morfologic, dar produc descendenți fertili atunci când este încrucișat. Printre păsări, acestea sunt unele specii de canari și cinteze; printre plante, acestea sunt soiuri de sălcii și plopi. Reprezentant al ordinului artiodactil, zimbrul trăiește în stepe și silvostepe. America de Nord si niciodata in conditii naturale nu intalneste zimbrul care traieste in padurile Europei. Într-un mediu de grădină zoologică, aceste specii produc descendenți fertili. Așa a fost restabilită populația de zimbri europeni, care a fost practic exterminată în timpul războaielor mondiale. Iacii și rasele mari se încrucișează și produc descendenți fertili. bovine, ursi polari si bruni, lupi si caini, zibeli si jder. În regnul vegetal, hibrizii interspecifici sunt și mai des întâlniți; printre plante există chiar hibrizi intergeneri.

Criteriul ecologic-geografic

Majoritatea speciilor ocupă un anumit teritoriu (zonă) și nișă ecologică. Ranuncul acru crește în pajiști și câmpuri; în locuri umede, o altă specie este comună - ranunul târâtor; de-a lungul malurilor râurilor și lacurilor - ranunul înțepător. Speciile similare care trăiesc în același habitat pot diferi în nișe ecologice - de exemplu, dacă se hrănesc cu alimente diferite.

Utilizarea criteriului ecologico-geografic este limitată de o serie de motive. Gama speciei poate fi discontinuă. Gama de specii de iepuri de munte este insulele Islandei și Irlandei, nordul Marii Britanii, Alpii și nord-vestul Europei. Unele specii au aceeași gamă, cum ar fi două specii de șobolani negri. Există organisme care sunt distribuite aproape peste tot - multe buruieni, o serie de insecte dăunătoare și rozătoare.

Problema determinării unei specii devine uneori o problemă științifică complexă și este rezolvată folosind un set de criterii. Astfel, o specie este o colecție de indivizi care ocupă o anumită zonă și care posedă un singur fond de gene care asigură asemănarea ereditară a caracteristicilor morfologice, fiziologice, biochimice și genetice, care se încrucișează în condiții naturale și produc descendenți fertili.

Bibliografie

Pentru pregătirea acestei lucrări s-au folosit materiale de pe site-ul http://www.portal-slovo.ru

Echipament:

• B\fragment din filmul educațional „Criteriile speciilor”
• Înmânează:
• șablon de tabel de completat,
  • Semne ale speciilor frate ale țânțarilor malariei (Anexa 2)
  • „Forma ciocului și metodele de obținere a hranei de către cintezele lui Darwin” (Anexa 3)
  • Numărul de cromozomi din diferite specii (Anexa 1)

Scopurile și obiectivele lecției: formarea conceptelor de „specie”, „criterii de specie”, „populație”; continuă să-și dezvolte abilitățile în lucrul cu texte și tabele; capacitatea de a analiza și de a trage concluzii.

În timpul orelor

1. Moment organizatoric

Formularea temei lecției. Stabilirea scopurilor și obiectivelor lecției

2. Repetarea materialului acoperit (stabilirea legăturilor între materialul studiat anterior și materialul temei noi)

a) Conceptul de specie de K. Linnaeus, J.B. Lamarck și C. Darwin (verificarea corectitudinii răspunsurilor pe diapozitivele 2-4)

b) Cine a propus nomenclatura binară pentru specii?

c) Ce include un titlu dublu? Dă exemple

Găsiți definiția modernă a speciei în manual (pentru a verifica pasul 5)

De ce crezi că este atât de dificilă definiția modernă a speciei?

(evitați greșelile atunci când determinați dacă indivizii aparțin aceleiași specii)

Adăugarea profesorului: Linnaeus a făcut o greșeală în clasificarea masculului și femela de rață mallard ca specii diferite, luând în considerare doar semne externe(sl. 6)

3.Învățarea de noi materiale

a) Povestea profesorului despre ce este o specie și care sunt criteriile pentru o specie folosind o prezentare; este dat conceptul de izolare reproductivă, cauzele și semnificația acesteia pentru existența speciei (sl. 7-22)

Temă de clasă:

Pe măsură ce explicați și vizualizați videoclipul, completați tabelul rezultat

b) Vizionarea unui fragment video din filmul educațional „Criterii de tip”, care oferă exemple specifice de criterii de tip și relativitatea acestora.

c) Munca independentă a elevilor pentru a face completări la tabel după vizionarea videoclipului

d) Verificarea conceptelor de bază cuprinse în tabel

Numele criteriului	Esența conceptului	Exemple	Relativitatea criteriului
Morfologic	În aparenţă şi structura interna	Tipuri de țâțe (pițioi albaștri, țâței albaștri, Mare); specii de pikas (roșcat, stepă)	Dimorfism sexual (masculi și femele rață mallard), specii frați ( țânțar malariei); albinilor
Fiziologic	Caracteristicile fiziologice ale plantelor și animalelor le oferă adesea independență genetică	Spermatozoizii indivizilor din altă specie provoacă o reacție imunologică în tractul genital feminin, care duce la moartea spermatozoizilor. Hibridizarea diferitelor specii de capre duce la perturbarea periodicității rodirii - puii apare iarna și moare. La diferite specii de căprioare, puii sunt prea mari pentru a se naște, ceea ce duce la moartea fătului și a femelei.	Uneori apar hibrizi interspecifici și rămân viabili și fertili (cinteze, canari, plopi, salcie)
Biochimic	Diferențele de reacții biochimice, compoziția și structura anumitor proteine, NC etc.	Pentru două specii - gemeni din genul Amata, semnele de diagnosticare sunt două enzime (fosfoglucomutază și esterază-5), care fac chiar posibilă identificarea hibrizilor acestei specii. Insulina de mamifere diferă ușor: Bull Cis-Ala-Ser-Val Porc Cis-Tre-Ser-Ilay Calul Cis-Tre-Gli-Iley	Răspunsurile unui organism al altei specii nu duc la moarte deoarece foarte asemănătoare ca compoziție biochimică
Etologic	Comportamentul indivizilor în timpul sezonului de împerechere. Recunoașterea unui partener după semne vizuale, sonore, chimice, tactile și alte semne	Coada frumoasă a unui păun mascul, cântarea păsărilor cântătoare masculi, clinchetul ciocului unei barze, construirea de către mascul a unui cuib luminos,	Leul - un extraterestru care l-a învins pe proprietar, ucide toți pisoii
Ecologic	Specificația ecologică a speciei, caracteristicile stilului de viață, nișa ecologică	diferite tipuri de țâțe: țâțul mare, țâțul albastru, țâțul de cărbune, țâțiagul – se hrănesc cu diverse insecte și obțin hrană pe teritoriul lor (pe scoarță sau în crăpăturile din scoarță, în axila frunzelor sau pe vârfurile ramurilor).	Lupii care trăiesc în tundra au trăsături de stil de viață diferite față de lupii care trăiesc în zona de silvostepă, deși ambii aparțin aceleiași specii.
geografice	Aria de răspândire a speciei	Raza activității individuale - gradul de mobilitate al indivizilor exprimat prin distanța pe care se poate deplasa animalul La plante, raza este determinată de distanța pe care se răspândește polenul, semințele sau organele vegetative capabile să dea naștere unui nou organism.	Perturbarea zonei întrerupe relațiile, deci criteriul nu este universal. Există specii cosmopolite (ganac roșu, ploșniță, muscă de casă. Coincidența intervalelor de specii diferite.
Genetic	Unitatea genetică a speciei. Compatibilitate genetică.	Fiecare organism are propriul său genom și cariotip	Secara și orzul au același număr de cromozomi - 14. În cadrul aceleiași specii pot exista indivizi cu sume diferite cromozomi (pește de aur 100, 150, 200-polimorfism cromozomial Lupul, șacalul și coiotul. Toți au același set de cromozomi - 78, la împerechere dau urmași fertili

e) Formularea concluziilor (sl. 23, 25)

4. Fixare (sl. 24-26)

5. Conceptul de „Populație” (sl. 28-31)

6. Rezumarea lecției, notarea.

7. Tema pentru acasă: alin. 1.4.1, întrebări 1-5, tabel,

Întrebări suplimentare pentru teme.

1. Două plante cultivate, orzul și secară, au același set de cromozomi (14), dar nu se încrucișează și diferă ca aspect și compoziție chimică. Determinați: a) Orzul și secara trebuie clasificate ca specii identice sau diferite. b) Ce criterii specificate în text ar trebui urmate?

2. Două rase de iepuri au același număr de cromozomi (44), dar nu se încrucișează. diferă ca aspect și momentul pubertății. a) Aceste rase de iepuri ar trebui clasificate ca aceleași specii sau specii diferite? b) Ce criterii specificate în text ar trebui urmate?

Referințe.

1. Manual „Biologie” V.B. Zaharov, S.G. Mamontov, V.I. Sivoglazov clasa a XI-a.
2. G.M. Murtazin „Sarcini și exerciții de biologie generală”
3. N.A. Lemez, L.V. Kamnyuk, N.D. Lisov „Un manual de biologie pentru solicitanții la universități”
4. Revista „Courier Unesco” iunie 1982
5. Fotografii de pe Internet